Устройство для контроля исправности быстродействующей защиты сети переменного тока

Устройство для контроля исправности быстродействующей защиты сети переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее узел имитации аварийной ситуации, связанный с входом блока релейной защиты, выход которого подключен к одному из входов узла вычитания, а его выход соединен с входом исполнительного органа, о .т ли ч а ю щ е е с я тем,- что, с целью повышения надежности контроля , в него дополнительно введены дифференцирующий элемент, два пусковых органа и элемент И-НЕ, входы которого подключены к выходам пусковых органов,.вход первого пускового органа соединен с выходом блока релейной защиты непосредственно, а вход второго - через дифференцирующий элемент, выход элемента И-НЕ соединен с входом узла имитации аварийной ситуации, а выход последнегго соединен с входом блока релейной защиты и с вторым входом узла вычитания. ; W ю сд а i о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О П(РЫТИЙ (21) 3513813/24-07 (22) 24. 11. 82 (46) 23.11.84. Бюл. Р 43 (72) A A.Ìèõàéëîâ, В..В.Михайлов и В.П.Свечкарев (53) 621.316.925(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 477496, кл. Н 01 Н 69/01, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 502411, кл. Н 01 Н .69/01, 1976..(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

HCIIPABHOCTH БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ

ЗАЩИТЫ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее узел имитации аварийной ситуации, связанный с входом блока релейной защиты, выход которого подключен к одному иэ входов узла

3(51) H 01 H 69/01; Н 02 H 7/26 вычитания, а его выход соединен с входом исполнительного органа, о .т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, в него дополнительно введены дифференцирующий элемент, два пусковых органа и элемент И-HE входы которого подключены к выходам пусковых органов,;вход первого пускового органа соединен с выходом блока релейной защиты непосредственно, а вход второго — через дифференцирующий элемент, выход элемента

И-НЕ соединен с входом узла имита- . ции аварийной ситуации, а выход носледнегго соединен с входом блока релейной защиты и с вторым вхо- I дом узла вычитания .

1125670

Изобретение относится к автома тике энергосистем и может быть использовано для непрерывного контроля защит энергетических систем (ЗЭС) переменного тока.

Наблюдающийся в настоящее время рост мощностей ЗЭС привел к увеличению токов короткого замыкания (к.з.), которые вызывают недопустимое электродинамическое и термическое воздействие на электрическую сеть и аппараты. Большинство элементов сети не рассчитано на воздействие токов такой величины. С целью предотвращения аварий при к.з. используются быстродействующие релейные защиты, функционирование которых основано на прогнози- ровании амплитуды нарастающего тока к.з. При работе защиты с токоограничивающим выключателем, собственное время срабатывания которого составляет не более 1-2 мс существенно (в 3-4 раза) ограничивается амплитуда тока возникшего к.з. Выключатель и защита устанавливаются, например, в фидерах, соединяющих параллельно работающие генераторы энергосистемы. Это предъявляет особо жесткие требования к надежности защиты, отказ в работе которой может привести к ложной работе, р следовательно, к отключению потребителей от главной энергетической установки. Несрабатывание приводит к разрушению энергосистемы при коротких замыканиях. Для повышения надежности работы защиты необходимо осуществлять контроль ее работоспособности. Это особенно необходимо для рассматриваемого типа защит, от правильного функционирования которых во многом зависит надежность работы всей энергосистемы.

Известно устройство для контроля работоспособности релейной защиты, содержащее подключенный .к входу блока релейной защиты блок управления, выходной элемент И, элемент НЕ и блок памяти, подключенный к входам элемента И, входы элемента НЕ и элемента памяти объединены и подключены к выходу блока релейной защиты,. а выход элемента памяти подключен также к входу блока. управления.

При повреждении электроустановки срабатывает блок релейной защиты, и сигнал подается одновременно на блок памяти и элемент НЕ. С выхода блока памяти сигнал поступает на выходной элемент И и на элемент питания защиты со стороны входа.

При этом блок релейной защиты возвращается в исходное состояние и на выходе элемента HE появляется сигнал, который подается на выход-. ной элемент И. Последний срабатывает, так как на его входах находятся оба сигнала, и выдает сигнал на отключение поврежденной установ.-. ки. При повреждении самого блока релейной защиты он срабатывает и не возвращается в исходное состояние при срабатывании элемента, поэтому сигнал с элемента HE не подается на выходной элемент И, и

i 10 сигнал на отключение электроустановки отсутствует(1).

Недостатком устройства является существенная задержка на срабатывание и отключение электроустановки

15 вследствие наличия контроля работоспособности блока релейной защиты.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля блока релейной защиты, содержащее узел имитации аварийной "итуации, подсоединенный через ключ коммутатора к защищаемому объекту и блоку релейной защиты. Выход блока релейной защиты подключен к первому входу узла вычитания через последовательно соединенные второй ключ коммутатора и фильтр нижних частот.

Второй вход узла вычитания подключен к выходу блока релейной защиты непосредственно . Выход узла вычитания соединен с исполнительным органом, обладающим выдержкой времени на срабатывание.

Коммутатор, управляя работой ключей, синхронно и синфазно, замыкает их на короткие промежутки вре- мени, по длительности меньшие, чем требуемое быстродействие защиты, и подает в цепь защищаемого объекта импульсы тока от узла имитации ава40 рийной ситуации. Блок релейной защиты при замыкании первого ключа формирует последовательность выходных сигналов, поступающих через узел вычитания на вход исполнительногo органа, но не приводящих к срабатыванию последнего из-за наличия выдержки времени. Кроме того, сигнал с блока релейной защиты через второй ключ поступает на вход фильтра низних частот, где выделяется постоянная составляющая, под действием которой исполнительный орган не отключает защищаемый объект от питающей сети. В случае потери рабо55 тоспособности блока релейной защиты импульсные сигналы на ее выходе исчезают и исполнительный орган отключает объект защиты. При возникновении к.з. сигнал на выходе блока релейной защиты носит характер ступен60 чатой функции, а не непоследовательности импульсов. Сигналы с выхода блока релейной защиты и фильтра нижних частот подаются на узел вычитания, в результате чего исполнительный орган отключает объект(2 ).

1125670

Недостатком известного устройст"

1 ва является ограниченная область применения, обусловленная тем, что при использовании его в сильноточных цепях необходимо увеличение мощности устройств питания и коммутации. Кроме того, подача наложенных мощных сигналов проверки приводит к недопустимому для автономной энергосистемы увеличению гармони ческого состава питающего напряже- 10 ния.Существенным недостатком устройства также является низкое быстродействие блока релейной защиты, вследствие того, что несрабатывание защиты при ее проверке обеспечивает- )5 ся наличием элемента выдержки времени в выходном органе.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства контроля. 20 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля исправности быстродействующей защиты сети переменного тока, содержащее узел имитации аварийной ситуации, связанный с входом блока релейной защиты, выход которого подключен к одному из входов узла вы.читания, а его выход соединен с входом исполнительного органа, дополнительно введены дифференцирующий элемент, два пусковых органа и элемент И-НЕ, входы которого подключены к выходам пусковых органов, вход первого пускового органа соединен с выходом блока релейной защиты непосредственно, а вход второго — через дифференцирующий рлемент, выход элемента И-НЕ соединен с входом узла имитации аварийной ситуации, а выход последнего сое-40 динен .с входом блока релейной за-. щиты и с вторым узла вычитания.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диафрагмы его работы.

Устройство содержит узел 1 вычитания, подключенный .к выходу блока

2 релейной защиты. Вход блока 2 релейной защиты соединен с входом пусковых органов 3 и 4. Выход ускового органа 4 соединен через ифференцирующий элемент 5 с входом элемента И-НЕ б, к второму входу оторого подключен выход пускового ргана 3. Выход элемента И-НЕ б через узел 7 имитации аварийной ситуации соединен с входом узла 1 вычитания и входом блока 2 релейной защиты. Выход узла 1 вычитания подключен к входу выходного органа

8.

Рассматриваемые защиты реагируют на скорость нарастания тока по значениям его производных, которые однозначно связаны с током. Отстой- 65 ка от ложной работы защиты при неаварийном отключении потребителей, когда скорость изменения (спада) тока может вызвать ложное срабатывание защиты, достигается использованием логического блока сравнения, Он осуществляет передачу сигнала, пропорционального производной тока, на реагирующий орган только в случае совпадения ее полярности с полярностью контролируемого тока.

Такое совпадение полярностей наблюдается при нарастании мгновенных значений тока. После прохождения максимума полярности тока и его производных различны, логический блок сравнения при этом запрещает прохождение сигнала на реагирующий орган, т.е. блокирует защиту. Часть времени от момента прохождения током максимального значения до изменения направления (переход через нуль) используется для проверки защиты.

Устройство работает следующим образом.

При .наличии в защищаемом фидере тока с блока релейной защиты на. пусковой орган 3 и через пусковой орган 4 на дифференцирующий элемент

5передается сигнал, пропорциональный величине тока фидера и его производной. Пусковые органы 3 и 4 формируют напряжение, полярность которого совпадает с полярностью подаваемого на его вход сигнала. С выхода пусковых органов 3 и 4 сигналы подаются на входы элемента

И†HE б. При несовпадении этих сигналов формируется сигнал на запуск узла 7 имитации аварийной ситуации.7

При йсправности всех элементов блока 2 релейной защиты на оба входа элемента 1 вычитания подаются синфазные сигналы,. которые не приводят к срабатыванию исполнительного органа.

При возникновении истинного аварийного режима в защищаемом объекте на выходе блока 2 релейной защиты появляется сигнал, который поступает на узел вычитания и отключает защищаемый фидер.

Блок 2 релейной защиты имеет два выхода и один вход. Первый выход служит для передачи информации о срабатывании блока 2 релейной защи" ты, что может происходить при возникновении аварии в защищаемой энергосистеме, а также от действия тестовых (проверочных) сигналов. Последние поступают на вход блока 2 релейной защиты. Второй выход блока

2 релейной защиты необходим для выл.. вода информации о величине тока, проходящего через фидер, где установлена релейная защита. Сигнал, пропорциональный току фидера, постум

1125670 не. Cuzaan на/ы .годе нуекс4ог органа g

Си2нан на А

А оденуенооого органа; ахмед H-йг. ао|ход ума имиджа иии аоарийной еинтуаиии 7

ПерВвт" Ям|год даона рспеиной эаигингм

8и.гоо у.иа

Юичияаниа /

МЬаод!Вагонного органа о

ВНИИПИ Заказ8549/39 Тираж б82 Подписное

ФВ

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул.Проектная, 4 пает в пусковой орган 4 и пусковой орган 3. Состояние элемента И-НЕ,. по сути являющегося узлом совпадения полярностей тока и его производной, задает работу узла 7 имитации аварийной ситуации. При логическом нуле тестовые воздействия не подаются, а при единице тестируется блок 2 релейной защиты сигналом прямоугольной формы. Если защита исправна, происходит ее срабатывание, однако 10 узел 1 вычитания не позволяет проходить сигналу с ее первого выхода на выходной орган, поскольку тестирующий и ответный сигналы от защиты компенсируются (вычитаются) в блоке 15

Сигн ьт на Eieo

pow Dixon ooo на релейной ,уиигиюы 2, аронорц ион ао аый гчону о лидере

Сигнал на loiгоде дюрере цирующего эюемегига 4

Срабатывание защиты при аварии в. энергосистеме не влечет отказа в pa= боте, поскольку.в интервал возможного срабатывания от тока к.э., когда ток нарастает и его производная имеет одинаковую полярность с током, тестовые воздействия не подаются, а поэтому узел вычитания не препятствует прохождению сигнала.с первого выхода блока релейной защиты.

Таким образом, предлагаемое устройство существенно повышает надежность релейной защиты за счет проведения непрерывного контроля без выведения элементов релейной защиты из работы.